新疆库木吐喇石窟壁画铅颜料的拉曼光谱分析

利用显微镜、扫描电镜和激光拉曼光谱技术对库木吐喇石窟壁画铅颜料进行分析,结果显示棕黑色颜料是二氧化铅和铅丹,橘红色和棕红色颜料是铅丹。采用拉曼光谱检测铅颜料,选择恰当的激光波长和检测功率是获取准确分析结果的关键,较长的激光波长和低的功率能确保铅颜料稳定。研究还发现了石窟壁画颜料铅丹的变色现象。     

基于Shannon-Cosine小波精细积分法的壁画降噪修复方法

为修复受破损且噪声点众多的壁画图像,提出了用偏微分方程（partial differential equation,PDE）扩散的方法对图像进行降噪修复。针对PDE法求解精度较低的问题,提出了一种Shannon-Cosine小波精细积分法,运用小波数值方法对偏微分方程进行离散处理,降低其方程组规模,并采用精细积分法求解,有效提高了计算速度。试验结果表明,采用该算法对受损壁画降噪处理后,视觉上,图像边界更清晰,且噪声点得到有效减少,达到了保边降噪的效果,更符合人眼的视觉效果;客观上,与中值滤波、均值滤波和维纳滤波方法相比,采用本算法处理后的图像其PSNR值和SSIM值均最大。因此,运用Shannon-Cosine小波精细积分法求解图像的PDE模型是可行的,取得了较好的图像降噪效果。     

颜料层微观形貌对古代壁画褪色及显现影响

文物壁画在自然环境下产生褪色现象具有复杂性,严格意义上讲,人们无法重现自然环境下这种褪色发生的条件,但这并不妨碍人们研究其褪色原因的可能性和途径。通过实验来验证所提出机制的合理性,这也符合自然科学普遍采用的研究方法。提出颜料层微观形貌变化是引起壁画褪色的一种重要原因。胶料作为颜料层的连续相,当胶料分解时,颜料层微观形貌必然产生变化,为证明这种变化会引起颜料层褪色,而非颜料变化所致。建立了以具有较高热稳定性的赭石为颜料,以明胶作为粘接剂制成模拟的壁画颜料层。然后通过加热处理使胶料发生氧化分解,从而造成颜料层微观形貌发生变化,但赭石颜料依然稳定,期望证明在颜料赭石不发生变化时,由于颜料层微观形貌变化也可引起颜料褪色。实验通过煅烧壁画颜料层模拟样获得胶料降解的壁画模型,分别以SEM及多角度反射率光谱等技术,考察模拟样胶料降解前后表面微观形貌和光学性质变化。结果表明：壁画模拟样煅烧后,颜料层表面产生空隙结构,样品表面多角度反射率光谱表明煅烧后样品颜料层对可见光的反射增加而吸收降低,并观察到模拟样颜色淡化。以无色,难挥发,且不与颜料层发生化学反应的离子液体涂覆褪色样品表面,以上述技术表征涂覆处理前后颜料层表面微观形貌和表面光学性质变化,结果表明：离子液体填充了褪色样品表面颗粒间空隙,检测到样品表面对可见光的反射降低而吸收增加,观察到褪色样品的颜色加深。以上实验结果证明了推测合理性,即微观形貌变化确实会引起颜色变化。依据此原理以唐代墓室褪色壁画为例,进行了显现修复应用研究,其颜色显现效果显著。     

基于可见光谱的古代壁画颜料无损鉴别方法

矿物颜料是古代壁画显色的物质基础,其可见光谱反映自身物质和物理属性。不同颜料对可见光吸收特性的差异导致光谱曲线形状不同,同一种颜料因粒径等级差异引起光谱曲线幅值的规律性变化。依据矿物颜料上述特性,提出一种基于可见光谱的古代壁画颜料无损鉴别方法,通过光谱归一化方法实现不同粒径等级的同一颜料光谱曲线叠合,去除颜料粒径等级对光谱曲线幅值变化的影响,然后提取表征光谱曲线在各波段增减性和凹凸性的一阶与二阶导数特征,与光谱曲线组合得到颜料物质属性鉴别的光谱组合特征空间,以光谱角和欧式距离为基础构建评价指标,计算待鉴别颜料与数据库参考样本在光谱特征空间中的匹配误差(ME),实现颜料物质属性的鉴别。通过构建矿物颜料平均粒径大小和光谱反射率均值之间关系函数,实现颜料平均粒径大小的鉴别。基于构建的古代壁画常用颜料光谱数据库,以莫高窟壁画为对象,通过非接触式原位无损测量方法测量获得壁画颜料的可见光谱数据,对本文方法进行了验证,并以石绿和青金石颜料的鉴别结果为例,对古代壁画颜料使用技法、不同朝代颜料使用的差异性及原因进行了探讨。该方法将为更加全面深入研究和保护古代壁画提供有效的理论与方法支撑。     

克孜尔石窟壁画颜料研究

采用扫描电子显微镜X-射线能谱（SEM-EDS）、拉曼光谱（Raman spectra）和傅里叶红外光谱（FTIR）对收集自克孜尔石窟第69窟的14个壁画颜料样品进行检测与分析鉴定。结果显示：蓝色颜料为青金石;绿色颜料主要为氯铜矿,在表面泛黄的绿色样品中检出了藤黄;红色颜料为赤铁矿;在白色颜料样品中检出了磷氯铅矿-砷铅矿和石膏;在灰色颜料样品中检出了石膏与炭黑。表明初唐时期藤黄已被用作绘画颜料;在矿物颜料上罩染有机染料,体现了古人对矿物颜料和有机染料的高超使用技巧。研究有助于了解壁画的用材、绘制方式等信息,为壁画的研究、保护和修复提供参照和依据,同时也佐证了古丝绸之路沿线贸易、经济、文化的繁荣和昌盛。     

河北鸡泽墓葬壁画表面污染物光谱研究

邯郸市鸡泽县考古工地发掘出土了三座宋金墓葬,墓葬内壁绘制有壁画,壁画表面覆盖大面积黑色物质,利用红外和拉曼光谱分析,红外特征峰位3382 cm^(-1)、1756 cm^(-1)、1633 cm^(-1)、1393 cm^(-1)、1000 cm^(-1)、869 cm^(-1)和腐殖酸的特征吸收峰接近,综合两种光谱分析结果,判断该物质为腐殖酸。腐殖酸的产生需要潮湿、缺氧、酸性条件,其与鸡泽县的地理位置、墓室的密闭性和酸性微环境等、古代丧葬习俗等因素均有关系。     

苍南县矴步头谢氏民居壁画颜料初步分析

矴步头谢氏民居始建于晚清咸丰年间,它的整体风貌保存完整,具有较高的历史价值和艺术价值。其中,厢房外壁上的四幅壁画最有特色,但在漫长的环境风化中,壁画本体出现了严重的病害问题,需要有效的保护。为了更好地了解谢氏民居壁画所使用的颜料,该项研究通过剖面观察、拉曼光谱、X射线衍射(XRD)、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)等方法对微量的壁画样品进行了分析,证明其绘画时主要使用了羟氯铜矿、铅丹、朱砂、赭石、群青。该项研究为了解壁画的原始画面,及开展后续的保护和利用提供了科学依据。     

壁画制作工艺和材料光谱分析——以北京延庆花盆关帝庙壁画为例

光谱学是利用光与物质的相互作用,展示物质微观结构,提供不同化学分析方式,从而实现对物质的定量和定性分析。壁画制作工艺分析中运用了大量的光谱分析技术,该研究以北京延庆花盆关帝庙为例,通过光谱及其他技术分析壁画的制作材料和工艺。花盆关帝庙位于北京延庆区花盆村,始建于清雍正四年(1726年),是当时祭祀的重要场所,也是延庆地区关帝庙的典型代表之一。运用X射线衍射、拉曼光谱和激光粒度分析仪等一系列光谱技术发现关帝庙壁画的地仗层成分为石英、方解石和钠长石,白粉层成分为石膏,颜料层中红色颜料为铁红、铅丹和朱砂,蓝色颜色为蓝铜矿,黄色颜色为铬黄,黑色颜色为炭黑,白色颜料为石膏,绿色颜色为巴黎绿、绿土和铬绿。沥粉贴金工艺的胶结物为熟桐油和松香树脂,金箔采用含金量86.1%的赤金。拉曼光谱不仅可以辨析壁画颜料,还能通过颜料历史研究佐证和丰富壁画修复历史信息。结合文物光谱分析数据与文献资料,充分挖掘文物背后的信息,对研究和保护古代壁画有着重要意义。通过花盆关帝庙壁画同面墙不同位置的壁画地仗层制作工艺的差异,说明壁画制作材料和工艺受位置影响。期待日后研究者通过研究壁画制作材料和工艺差异,发现符合规制的典型壁...     

天水仙人崖石窟壁画颜料层原位-无损分析研究

壁画是我国极为重要的文化遗产类型,具有极高的历史价值、艺术价值、科学价值、文化价值和社会价值。颜料层作为壁画的核心价值所在,包含古代历史文化、宗教信仰、政治经济、科学技术等多方面的信息内涵。常规的颜料层分析方法有原位无损和微损取样两种,取样分析方法虽能满足这类珍贵、脆弱文物的研究,但获取样品数量有限且会对本体造成不可逆转的损伤。综合运用数字成像以及光谱等分析技术对天水仙人崖石窟壁画颜料层进行工艺与制作材料研究。结果显示,正射影像图能够真实记录壁画当前纹理信息,色度仪可以量化表征壁画颜料的颜色,红紫外摄影可以提取可见光下不易探查的壁画绘制线稿、修复痕迹等隐含信息,高倍数码显微镜可观察壁画表面的微观形态及破损处的层次信息,便携式X射线荧光光谱仪可检测出颜料中的元素由此判断主要显色元素,高光谱采集所得数据与标准图谱比较后能够准确判定颜料的矿物种类。因此,多种原位无损分析方法的联合运用,可以减少对文物的直接干预,亦可达到对壁画颜料层认知的目的。这些非接触式的无损检测方法,可精细化研究壁画颜料层的色彩、物理、化学属性等内容,是壁画现场分析的重要手段,可在石窟寺、寺观殿堂、墓葬壁画的研究上进行推广,发挥其应有之用。     

铬黑T共振光散射探针测定敦煌壁画胶结材料中蛋白质

用金属指示剂铬黑 T(EBT)为共振光散射探针 ,对敦煌壁画含不同颜料的胶结材料中的蛋白质含量进行了定量测定。在 p H=4 .10的 Britton- Robinson缓冲溶液条件下 ,在波长 λ=375 nm处 ,以牛血清白蛋白 (BSA)为标准样品绘制校准曲线 ,测定含不同颜料的胶结材料中蛋白质结果分别为 :黄色颜料8.715 1μg/ mg;红色颜料 6 .30 71μg/ mg;黑色颜料 6 .16 5 5 μg/ mg;绿色颜料 2 .2 2 6 5 μg/ mg和白色颜料1.10 6 6 μg/ mg。对 BSA的检出限为 5 5 μg/ L,线性范围 0— 13mg/ L。该方法简单、快速、灵敏度高 ,平行测定的相对标准偏差 (RSD)为 2 .7% ,蛋白质的加标回收率为 96 .7%— 10 6 .6 %。据此建立了一种测定壁画颜料胶结材料中蛋白质含量的新方法